高考化学总复习 第五单元 第1节 无机非金属材料的主角硅配套课件.ppt

第五单元非金属及其化合物 第1节无机非金属材料的主角 硅 1 了解c si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用 2 了解c si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 3 了解常见无机非金属材料的性质和用途 回归教材 一 碳和硅 1 单质的存在形态 物理性质和用途 高 大 灰黑 高 大 半 硅 太阳能 2 碳的化学性质 2co co2 2cu co2 常温下不活泼 在高温条件下有强还原性 1 与非金属单质反应 2c o2 c o2 2 与氧化物反应 co h2 2co si 2co 2cuo c c h2o g co2 c sio2 2c 3 与酸反应 加热条件下能与浓硫酸 浓硝酸反应 c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o 3 硅的化学性质 常温下化学性质不活泼 但能与naoh f2 hf反应 1 与非金属单质反应 sio2 sif4 sicl4 si o2 si 2f2 si 2cl2 2 与氧化物反应 si 2feo 2fe sio2 3 与酸反应 不与浓硫酸 浓硝酸反应 但能与氢氟酸在常温下反应 si 4hf 4 与碱反应 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 sif4 2h2 二 二氧化碳和二氧化硅 co2 h2o h2co3 na2co3 h2o sif4 2h2o na2sio3 h2o 续表 高温 na2sio3 co2 光导纤维 三 硅酸和硅酸盐 1 硅酸 碳酸 h2sio3 2nacl 1 溶解性 溶解度很小 2 化学性质 弱酸性 酸性比 还弱 na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 3 制备 可用硅酸钠与盐酸反应制得 na2sio3 2hcl 4 用途 硅胶可用作袋装食品 瓶装药品等的干燥剂 水玻璃 碱性 k2o al2o3 6sio2 2 硅酸盐 1 硅酸钠 硅酸钠的水溶液俗称 溶液显 是制备硅胶和木材防火剂等的原料 2 硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成 如硅酸钠 na2sio3 可表示为na2o sio2 长石 kalsi3o8 可表示为 四 无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 2 新型无机非金属材料 自主测评 1 硅及其化合物的应用范围很广 下列说法正确的是 a 硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料b 粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应c 反应 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 中 si为还原剂 naoh和h2o为氧化剂d 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 解析 粗硅提纯涉及的反应 si 2cl2 sicl4 sicl4 2h2 si 4hcl都是氧化还原反应 b错误 硅与氢氧化 高温 高温 钠溶液反应中naoh既不是氧化剂 也不是还原剂 只是反应物 起氧化作用的只是h2o c错误 硅能与氢氟酸反应 不能与盐酸反应 d错误 答案 a 2 2013年广东惠州模拟 下列有关硅及其化合物的说法正 确的是 a 单质硅常用作半导体和光导纤维材料b 硅在自然界中只以化合态的形式存在c sio2与纯碱高温生成co2 说明硅酸的酸性比碳酸强d sio2是非金属氧化物 它不与任何酸反应 解析 二氧化硅常用作光导纤维 单质硅常用作半导体 a错误 硅在自然界只以二氧化硅 硅酸盐的形式存在 b正确 非金属性 si c 则硅酸的酸性比碳酸弱 高熔沸点的二氧化硅制低熔沸点的二氧化碳 是这个非水溶液中的复分解反应发生的原因 c错误 氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸 生成四氟化硅和水 d错误 答案 b 氢氟酸 nacl kno3 石灰水 cuso4 naoh na2co3 nahso4 a c b d 解析 氢氟酸及呈碱性的石灰水 na2co3溶液 naoh溶液都不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中 答案 a 4 开发新材料是现代科技发展的方向之一 下列有关材料 的说法正确的是 硅是构成一些岩石和许多矿物的基本元素 人造刚玉熔点很高 可用作高级耐火材料 主要成分是二氧化硅 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 c60属于原子晶体 用于制造纳米材料 a b c d 解析 人造刚玉主要成分是al2o3 错误 高纯度sio2用于制作光导纤维 错误 c60为分子晶体 错误 答案 c 5 下列叙述正确的是 高温的酸性比碳酸强b 碳和硅都是 a族的元素 所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似c 二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸 所以二氧化硅是两性氧化物d 二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物 但二氧化硅不能和水反应生成硅酸 a 因为na2co3 sio2 na2sio3 co2 所以硅酸 解析 根据酸与盐之间复分解反应进行的方向判断酸性强弱一般是在常温湿态下适用 在高温干态下不适用 事实是碳酸酸性比硅酸强 a错误 co2和sio2的结构不同 在物理性质方面有很大的差异 b错误 sio2与氢氟酸反应 不属于酸性氧化物与酸的一般反应 在此反应中sio2没有表现碱性 c错误 sio2虽属于酸性氧化物 但不能直接与h2o反应生成h2sio3 d正确 答案 d 重点一硅及其化合物性质的 反常 1 硅的五种特性 1 碳族元素的主要化合价一般是 2 4 而硅常见的是 4价 2 硅的还原性比碳强 而碳在高温下却能从sio2中还原出 硅 3 非金属单质与强碱反应一般不生成氢气 而硅却能与强碱 溶液反应产生氢气 4 非金属单质一般不与非氧化性酸反应 而硅不但能与氢氟酸反应 而且还有h2生成 类似于较活泼金属与酸的置换反应 si 4hf sif4 2h2 2 二氧化硅的三种特性 1 sio2是h2sio3的酸酐 但它不溶于水 不能直接将它与 水作用制备h2sio3 2 非金属氧化物的熔 沸点一般较低 但sio2的熔 沸点 却很高 3 酸性氧化物一般不与酸作用 但sio2却能与氢氟酸作 用 sio2 4hf sif4 2h2o na2co3 但在高温下na2co3 sio2 na2sio3 co2 也能 3 硅酸的两种特性 1 无机酸一般易溶于水 而h2sio3却难溶于水 2 因h2co3的酸性强于h2sio3 所以在na2sio3溶液中通入co2能发生下列反应 na2sio3 co2 h2o h2sio3 高温 发生 10 na2sio3的水溶液俗称水玻璃 但它与玻璃的成分不相同 硅酸钠水溶液 即水玻璃 称为泡花碱 但它却是盐溶液 存放的试剂瓶不能用玻璃塞 并不是碱溶液 例1 下列说法正确的是 a 2012年全国新课标 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料b 2012年全国新课标 合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料c 2012年山东高考 盛放naoh溶液时 使用带玻璃塞的磨口瓶中能大量共存 解析 单质硅常用于太阳能电池 a正确 合成纤维是有机材料 不是无机非金属材料 b错误 naoh能与玻璃中的sio2反应 2naoh sio2 na2sio3 h2o c错误 h sio3可结合生成难溶于水的硅酸 d错误 答案 a 2 重点二 三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅 1 工艺流程2 操作步骤高温下用焦炭在电炉中隔绝空气还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥的hcl气体在300 以上反应生成sihcl3 sihcl3与过量的h2在1000 1100 反应制得纯硅 3 反应原理 干燥hcl气体反应制得sihcl3 si 3hcl sihcl3 h2 例2 晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与 300 sihcl3与过量h2在1000 1100 反应制得纯硅 已知sihcl3能与h2o强烈反应 在空气中易自燃 请回答下列问题 1 第 步制备粗硅的化学反应方程式为 2 粗硅与hcl反应完全后 经冷凝得到的sihcl3 沸点33 0 中含有少量sicl4 沸点57 6 和hcl 沸点 84 7 提纯sihcl3采用的方法为 3 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如下 热源及夹 持装置略去 装置b中的试剂是 装置c中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置d中观察到的现象是 装置d不能采用 普通玻璃管的原因是 装置d中发生反应的化学方程式为 为保证制备纯硅实验的成功 操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂是 填写字母代号 a 碘水 b 氯水c naoh溶液 d kscn溶液 e na2so3溶液 所以粗硅的制备原理是 sio2 2c si 2co 2 对沸点 sihcl3 h2 si 3hcl 其温度高达1000 1100 只 解析 1 高温下c参与还原反应的产物是co而非co2 高温 不同的液态混合物分离提纯的方法一般选择分馏 或蒸馏 3 从装置图和题目信息可知a装置是制备氢气 但因含有h2o g 不能直接还原sihcl3 所以必须进行洗气干燥 所以装置b中的试剂应该是浓硫酸 而sihcl3与h2的反应制得纯硅 高温 能在装置d石英管中进行 因为在此反应温度下 普通玻璃会软化 显然 装置c是使液态的sihcl3气化 并与h2充分混合 sihcl3 h2 si 由于硅在高温下易与空气中的氧气反应 所以实验要取得成功操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以及排尽装置中的空气 4 将试样用稀盐酸溶解后溶液中的fe主要kscn试液检验 高温 2 分馏 或蒸馏 3 浓硫酸 使滴入烧瓶中的sihcl3气化 有固体物 质生成 在反应温度下 普通玻璃会软化 高温 3hcl 排尽装置中的空气 bd 答案 1 sio2 2c si 2co 以fe2 离子的形式存在 检验的方法一般是将其氧化成fe3 用 考点一 硅及其氧化物 1 下列说法正确的是 a 2013年福建高考 石英只能用于生产光导纤维b 2013年江苏高考 二氧化硅不与强酸反应 可用石英器皿盛放氢氟酸c 2013年广东高考 高温下用焦炭还原sio2制取粗硅d 2013年北京高考 硅太阳能电池工作时 将化学能转化为电能 解析 二氧化硅除了用于生产光导纤维 还可用于生产石英玻璃 水泥等硅酸盐产品 a错误 二氧化硅常温下会与氢氟酸反应 氢氟酸应保存在塑料瓶中 b错误 焦炭在高温下与sio2反应生成硅和一氧化碳 c正确 硅太阳能电池是将太阳能直接转化为电能 d错误 答案 c 2 下列关于硅的说法不正确的是 a 高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片b 硅可由二氧化硅还原制得c 常温时硅与水 空气和酸不反应 但能与氢氟酸反应d 自然界硅元素的贮量丰富 并存在大量的单质硅解析 自然界中无单质硅存在 答案 d 考点二 碳及其氧化物 3 下列说法中正确的是 a co2和ch4都是引起 温室效应 的气体b co2和so2都是产生酸雨的气体c 使用天然气可避免co2的排放d co2是一种有害而无益的气体解析 二氧化碳不是产生酸雨的气体 b错误 天然气的主要成分是甲烷 燃烧产物中也有二氧化碳 c错误 二氧化碳是光合作用的原料之一 d错误 答案 a co3 h2o 4 下列说法正确的是 a 将co2通入cacl2溶液或饱和na2co3溶液均有白色沉淀生成b 某溶液中加入ba oh 2溶液中有白色沉淀 说明可能有c 在标准状况下将2 24lco2通入100ml1 0mol l 1的 2 naoh溶液中充分反应 其反应的离子方程式为 co2 2ohd nahco3溶液和na2co3溶液可以用cacl2溶液鉴别 答案 d 5 下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是 考点三 硅酸及硅酸盐 a 传统无机非金属材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸盐材料b 新型无机非金属材料虽然克服